一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘制造技术

一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘，本发明专利技术提供一种惯性摩擦焊机用的可调惯性盘装置，包括惯性盘、导轨、配重块、滚珠丝杆、内环和外环。惯性盘因重量过大不易拆卸，故作为固定惯性盘；导轨安装在惯性盘上，且标有精确刻度；配重块由导轨支承，作为调节转动惯量的主要部分，其位置的精确移动与控制由滚珠丝杆来实现。外环设置在配重盘与导轨外端，起保护作用，内环安装在配重盘上，起支撑和保护作用。所述导轨、配重块和内外环以及滚珠丝杆作为单独零部件，可拆卸连接。上述转动惯量可调式配重盘，可精准调节转动惯量，能够应用于不同转动惯量需求的不同工件，有效减少惯性盘的拆卸，减少人力成本，增加设备使用寿命。增加设备使用寿命。增加设备使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘


[0001]本专利技术属于惯性摩擦焊接设备
涉及一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘。

技术介绍

[0002]惯性摩擦焊技术是利用惯性盘储存能量，在短时间内释放很大摩擦热量的摩擦焊接方法。惯性盘通过电动机加速到相应的转速后，以动能形式储存所需的能量，对移动侧工件施加顶锻力，两工件相接触后，存储在惯性盘中的动能通过摩擦逐渐转化为热能，而惯性盘转速则不断降低，直至停止转动，焊接结束。
[0003]在惯性摩擦焊中，焊接不同类型的工件需要不同的转动惯量，现有技术是通过拆卸和安装惯性盘来改变转动惯量，由于摩擦焊接需要足够的动能，所以惯性盘质量往往非常大，存在拆卸与安装困难的问题。因此，摩擦焊接设备正需要一种既可以改变转动惯量又能实现调节简单方便、省时省力的惯性盘。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有设备中惯性盘拆卸不方便的问题，提供了一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘，作为一种操作简单、易于调节的摩擦焊接设备专用惯性盘。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘包括：惯性盘、导轨、配重块、滚珠丝杆、内环和外环，所述惯性盘固定安装在惯性摩擦焊机夹头支承座的外部，所述导轨安装在惯性盘上，所述配重块由导轨支承，并由滚珠丝杆精准传动，所述内环内径与惯性盘内径尺寸相同，通过螺栓连接固定在惯性盘上，所述外环内径与惯性盘外径配合且通过螺栓固定，使惯性盘与导轨包含在外环中，用来保护惯性盘、导轨和配重块，以实现工作稳定和安全。
[0006]所述惯性盘固定安装在惯性摩擦焊机夹头支承座的外部，沿回转轴中心线转动；该惯性盘质量较大，作为基础转动惯量固定部件；在该惯性盘的基础上通过安装连接导轨、配重块、滚珠丝杆、内环和外环，来增加转动惯量；转动惯量的调节范围，是通过根据配重块距离回转轴中心的距离范围来确定的；导轨、配重块、滚珠丝杆、内环和外环质量较轻，方便安装与拆卸。
[0007]所述配重块的质量和数量是根据摩擦焊接设备转动惯量所需调节的范围来确定的，根据转动惯量调节范围和惯性盘的半径大小，计算得出总配重块的质量，再均匀分布，确保配重块质量和数量均合适；最终计算得出导轨、配重块和滚珠丝杆的数量为均8个，在圆周方向上均匀分布，三者组合构成调节转动惯量的主要部分。
[0008]所述导轨上标有刻度，刻度是与回转轴中心线的垂直距离，根据配重块的质量和到回转轴中心线的距离与转动惯量计算公式可计算得出配重块所增加的转动惯量，即通过将配重块调整到对应刻度，实现精准调节转动惯量；导轨上有螺纹孔，通过螺栓与惯性盘固定连接，螺纹孔的数量根据惯性盘大小自行设定，只要保证能使两者安全固定连接即可。
[0009]所述配重块的重量由导轨支承，配重块轴向看成扇形结构，其内圆弧与内环外径可贴合，外圆弧与惯性盘外径可贴合，径向看成梯形结构，滑动部分内部有螺纹传动孔，与滚珠丝杆相配合。
[0010]所述滚珠丝杆两端采用轴承支承方式，处于导轨的内部，但与导轨不接触，滚珠丝杆和导轨所在平面与回转轴中心线垂直；滚珠丝杆对配重块只起传动和定位作用，不起支承作用；通过扳手控制调整滚珠丝杆可高速精准的实现配重块的位置传动，由于滚珠丝杆具有自锁功能可以精准定位，采用此装置省力、方便好调节。
[0011]机械在运转时，如果构件所产生的不平衡力惯性力在运动副中引起附加动压力，可通过调节转子自身质心的位置来获得平衡，在本次设计的配重盘中可以通过调整配重块距离轴心的距离，确保质心在回转轴中心来实现静平衡。
专利技术效果
[0012]本专利技术可调式惯性摩擦焊配重盘，可以根据不同工况调整所需转动惯量，无需拆卸惯性盘，节省人力成本，操作简单。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的可调式惯性摩擦焊配重盘结构示意图。
[0014]图2为导轨图。
[0015]图3为配重块图。
[0016]图4为滚珠丝杆图。
[0017]图5为配重盘在摩擦焊接设备中的结构示意图。
[0018]图中：1惯性盘，2导轨，3配重块，4滚珠丝杆，5内环，6外环，7配重盘，8旋转侧焊件，9移动侧焊件。
实施方式
[0019]为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，故例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0020]参见图1，一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘，当包括惯性盘1、导轨2、配重块3、滚珠丝杆4、内环5和外环6，所述惯性盘1安装固定在惯性摩擦焊机夹头支承座的外部，所述导轨2安装在惯性盘1上，所述配重块3由导轨2支承，并由滚珠丝杆4精准传动，所述内环5内径与惯性盘1内径尺寸相同，通过螺栓连接固定在惯性盘1上，所述外环6内径与惯性盘1外径配合且通过螺栓固定，使惯性盘1与导轨2包含在外环6中，用来保护惯性盘1、导轨2和配重块3，以实现工作稳定和安全。
[0021]所述导轨2上标有刻度，刻度是与回转轴中心线的垂直距离，根据配重块的质量和到回转轴中心线的距离与转动惯量计算公式可计算得出配重块所增加的转动惯量，即通过扳手调节滚珠丝杆从而将配重块调整到对应刻度，实现精准调节转动惯量；导轨上有螺纹孔，通过螺栓与惯性盘固定连接，螺纹孔的数量根据惯性盘大小自行设定，只要保证能使两者安全固定连接即可。
[0022]所述惯性盘1固定安装在惯性摩擦焊机夹头支承座的外部，沿回转轴中心线转动；
该惯性盘质量为765kg，惯性盘的外径直径与内径直径以及宽度根据具体设备制定，本次设计中外径直径为1600mm，内径直径为650mm，宽度为58mm；惯性盘转动惯量：；惯性盘作为基础转动惯量固定部件，在该惯性盘的基础上通过安装连接导轨、配重块、滚珠丝杆、内环和外环，来增加转动惯量；转动惯量的调节范围，是通过根据配重块距离回转轴中心的距离范围来确定的；导轨2、配重块3、滚珠丝杆4、内环5和外环6质量较轻，方便安装与拆卸。
[0023]所述配重块3的质量和数量是根据摩擦焊接设备转动惯量所需调节的范围来确定的，转动惯量可调节范围设定为300~400kg
·
m2，添加配重块的转动惯量公式：，计算得出每个配重块质量为19.5kg，数量为8个最适宜，且方便调节，安装与拆卸。
[0024]机械在运转时，构件所产生的不平衡力惯性力将会引起附加动压力，机械的平衡对于高速、高精密机械尤为重要，本专利技术配重盘是静不平衡转子——轴向尺寸较小的盘形转子(b/D＜0.2)，故只考虑静平衡计算，可以通过调整配重块质量的分布，使质心回到转动轴线上从而达到静平衡需要；根据公式：，(i=1,2
…
)和计算调整实现静平衡需要。
[0025]参见图5，一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘，将配重盘调节到相应工件所需转动惯量，随主轴转动获得足够动能后，对移动侧工件施加顶锻力，两工件相接触后，存储在配重盘中的动能通过摩擦逐渐转化为热能，而配重盘转速则不断降低，直至停止转动，焊接结束。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘，包括惯性盘(1)、导轨(2)、配重块(3)、滚珠丝杆(4)、内环(5)和外环(6)，所述惯性盘(1)安装在惯性摩擦焊机夹头支承座的外部，所述导轨(2)安装在惯性盘(1)上，所述配重块(3)由导轨(2)支承，并由滚珠丝杆(4)精准传动，所述内环(5)内径与惯性盘(1)内径尺寸相同，通过螺栓连接固定在惯性盘(1)上，所述外环(6)内径与惯性盘(1)外径配合且通过螺栓固定，使惯性盘(1)与导轨(2)包含在外环(6)中，用来保护惯性盘(1)、导轨(2)和配重块(3)，以实现工作稳定和安全。2.根据权利要求1所述的转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘，其特征在于：惯性盘(1)质量较大，安装在惯性摩擦焊机夹头支承座的外部，作为固定部件，沿回转轴中心线转动，导轨(2)、配重块(3)、滚珠丝杆(4)、内环(5)和外环(6)质量较轻，方便安装与拆卸。3.根据权利要求1所述的转动惯量可调式惯性摩擦焊配重盘，其特征在于：导轨(2)、配重块(3)和滚珠丝杆(4)的数量为均8个，在圆周方向上均匀分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：于晓东，邵明娟，贾文涛，耿振坤，代瑞春，高大伟，张春波，梁武，蔺彦龙，兰志远，杨欣逸，李璐，李恩召，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：